28.03.2020
Покупка собственного жилья является в настоящее время мечтой многих, поскольку это отличная идея для капиталовложения. Тем не...


28.03.2020
Покупка собственного жилья является в настоящее время мечтой многих, поскольку это отличная идея для капиталовложения. Тем не...


27.03.2020
Один из самых популярных видов по типу установки – это подвесная раковина. Она монтируется прямо к стене при помощи специальных...


27.03.2020
Деревянные дома часто повреждаются от повышенной влажности, поэтому домовладельцы вынуждены иногда ремонтировать фундамент здания....


26.03.2020
Полноценную жизнь современного человека уже невозможно представить без использования гаджетов. Ноутбуки и смартфоны, планшеты и...


25.03.2020
Сегодня колодцы — это самый распространенный источник воды в загородном водоснабжении дачных участков и частных домов. А чтобы...


Промышленные методы производства карбидов вольфрама

13.09.2019

Получение монокарбида вольфрама. Карбид WC для промышленности твердых сплавов получают карбидизадией порошка металлического вольфрама сажей в токе водорода в индукционных или трубчатых угольных печах сопротивления, а также в больших муфельных печах, отапливаемых коксом или газом. Порошок металлического вольфрама получают из чистого ангидрида, вольфрамовой кислоты или паравольфрамата аммония. Величина зерен, свойства и насыпной объем исходных материалов оказывают большое влияние на свойства порошка вольфрама и карбида вольфрама. Величина зерен карбида вольфрама существенно влияет на твердость и вязкость готовых твердых сплавов. Измельчение же карбида вольфрама размолом — трудный и длительный процесс.

Получение вольфрама из ангидрида и других исходных материалов подробно описано в литературе. Ангидрид вольфрама восстанавливают, например, водородом в проходных печах с молибденовыми нагревателями или во вращающихся трубчатых печах при 750—900°. Режим восстановления также оказывает большое влияние на свойства металлического вольфрама и получаемого из него карбида. Кроме того, величина и структура частиц и насыпной вес исходных материалов существенно сказываются на качестве металла, карбида и конечного сплава.

Практика восстановления ангидрида вольфрама для получения ковкого вольфрама показала следующие особенности.

При использовании высокодисперсною ангидрида вольфрама применяют в начале процесса низкие температуры (с последующим медленным подъемом температуры) и, при подаче сухого водорода с большой скоростью, получают тонкий порошок вольфрама. Наоборот, при грубозернистом исходном продукте, влажном водороде и высоких температурах получают грубозернистый вольфрам.

Изменение величины зерен в процессе восстановления вольфрамовой кислоты или низших окислов вольфрама водородом детально исследовал Копельман. Влияние температуры и продолжительности процесса, а также влажности водорода может быть различным на разных стадиях восстановления. Здесь действуют два взаимно противоположных фактора. С одной стороны, при переходе от окисла к металлу значительно уменьшается объем; с другой — тонкие частицы проявляют склонность к росту. При восстановлении возможны измельчение и агломерация частиц.

Примеси исходного порошка вольфрама, пригодного для производства твердых сплавов, должны составлять .в сумме не более 0,2% (<0,05% Fe, <0,05% SiOa+Al2O3, <0,05% оснований и др.). В качестве карбидизатора чаще всего используют чистую сажу (например, 99% С, <0,1% золы; <0,5% летучих; <0,2% влаги).

Порошок вольфрама смешивают всухую в шаровых мельницах с 6,3—6,8% сажи в зависимости от содержания в вольфраме кислорода. Очень важно, особенно для грубозернистого вольфрама, следить за возможным расслаиванием смеси из-за значительной разницы в удельных весах. Полученную смесь (насыпью или в виде брикетов) прокаливают в трубчатой угольной или индукционной печи.

При применении угольных печей сопротивления смесь помещают в графитовые лодочки и постепенно продвигают через печь, нагретую до 1400—1600°. Медленно протекающий через печь водород сгорает у загрузочного конца. Температуру измеряют оптическим пирометром.

Схема индукционной печи показана на рис. 45. Шихта находится в графитовом тигле, закрывающемся графитовой крышкой с отверстиями. Для теплоизоляции тигля от индукционной катушки служит засыпка из окиси циркония. Через -отверстия в крышке тигля подают водород и удаляют отходящие газы; одно из отверстий служит для контроля температуры оптическим пирометром. После быстрого нагрева печь выдерживают в течение 2 час. при 1430—1500°, после чего ее охлаждают (при подаче водорода) в течение 10 час. На рис. 46 показано влияние температуры карбидизации на содержание связанного углерода; науглероживание начинается при 850° и практически заканчивается при 1400—1410°.

Охлажденный карбид в виде спекшихся светлосерых блоков обычным способом измельчают и просеивают. Он должен содержать 6,1—6,15% общего углерода, в том числе 0,05—0,1 % свободного.

Так же, как и при производстве технически чистого вольфрама, можно из ангидрида и углерода получить в больших количествах карбид WC в печах, отапливаемых газом или твердым топливом. Здесь также можно разделить процесс на две стадии, с тем чтобы проводить операцию карбидизации технического вольфрама в подходящих печах при высоких температурах.

Недавно было предложено получать карбид вольфрама из вольфрамовых руд, восстанавливая их углеродом при 1420° в присутствии железооловянистых лигатур. Этот метод может стать практически интересным; он несколько сходен с методом Киффера по непосредственному получению сплавов карбида вольфрама со связующим металлом из вольфрамовых руд.
Промышленные методы производства карбидов вольфрама

Производство литого карбида W2C. Карбид вольфрама W2C — единственное металлическое тугоплавкое твердое соединение, получаемое в промышленных масштабах плавлением. Литой карбид используют в виде крупки, заполняющей сварочные электроды, служащие для наплавки бурового и другого инструмента износостойкими покрытиями. Можно отливать и детали определенной формы. Исходным материалом служит технически чистый вольфрам с размером частиц 50—500 ц, смешиваемый с 3% графита и железом (до 5%) и спрессованный в брикеты. В практике часто используют отходы производства (карбид вольфрама, вольфрам) в количестве до 60%, а для улучшения литейных свойств добавляют до 5% сложного карбида тантала и ниобия.

Смесь расплавляют при 3000—3250° в поворотных горизонтальных угольных печах сопротивления особой конструкции (рис. 47) или в вертикальных высокочастотных индукционных печах (рис. 48). Садку помещают в графитовый тигель с расположенной непосредственно возле него графитовой формой. В горизонтальных печах форма находится над тиглем и заполняется металлом при наклоне печи; в вертикальных печах форму помещают непосредственно под тиглем, в котором имеется специальное отверстие. Промышленное производство литого карбида вольфрама, требующее особо высоких температур, вызывает значительные трудности в отношении конструкции печей. Достаточно упомянуть теплоизоляцию плавильного пространства, охлаждение токовводов (при использовании токов большой силы), крепление и устройство форм для заливки готового сплава, измерение температуры и др.


Имя:*
E-Mail:
Комментарий:
Информационный некоммерческий ресурс fccland.ru © 2019
При цитировании и использовании любых материалов ссылка на сайт обязательна